[发明专利]一种用于制造压裂分隔工具的可溶合金及其制备方法

摘要

本发明涉及一种用于制造压裂分隔工具的可溶合金及其制备方法，是一种低密度的可溶合金材料，主要应用于油气田开发压裂施工过程中所涉及的分隔性工具中，该合金由Mg、Zn、Ca、Fe、Cu、Ni元素经熔炼和后续热挤压处理两步制得。本发明所述合金具有密度低（约1.8g/cm3）、力学强度高、在含电解质的水溶液中快速溶解等优点，利用该材料加工油气田压裂改造过程中使用的压裂分隔工具，可实现工具使用后的自行溶解失效，省去传统工具所需的返排、钻铣回收等工序，提高施工效率。

主权项

1.一种用于制造压裂分隔工具的可溶合金，其特征在于：所述的可溶合金包括以下质量份数的组分：Zn    2.0～8wt.%；Ca    2.0～7wt.%；Fe    0.5～2wt.%；Cu    0.5～2wt.%；Ni    0.5～2wt.%，余量为Mg，以上各组分质量份数之和为100%；所述的可溶合金用于生产油气田压裂改造过程中使用的压裂球、桥塞分隔工具；所述的可溶合金的制备方法，包括如下步骤：（a）按照可溶合金各个组分的质量份数配比称取Mg、Ca、Zn、Cu、Ni及Fe的纯金属，在保护气体环境条件下进行熔炼，熔炼成合金液，合金液在760～800℃下搅拌30～50分钟后，于660～700℃下将合金液浇入低碳钢模中，在空气中冷却成铸态合金；（b）将步骤（a）得到的铸态合金经机械加工成圆柱体，放入热处理炉内加热至380～420℃下进行保温，3～5小时后进行热挤压处理，处理后得到可溶合金；所述的步骤（a）中的Mg、Ca、Zn、Cu、Ni、Fe金属的纯度≥99.9%；所述的步骤（a）中的保护气体为氦气、氩气或SF6+CO2混合气体的一种；SF6和CO2混合气体中的SF6和CO2的比例为：按气体体积份数0.5%SF6 和 99.5%CO2；所述的步骤（a）中合金液浇入的低碳钢模需提前预热至200～250℃；所述的步骤（b）中的热挤压处理的热挤压温度：380～420℃，挤压比：5～40，挤压速度：1～3毫米/秒。